Question

4．某實驗小組對實驗室中A、B、C、D四瓶無色溶液進行鑒別，它們分別是硫酸鈉、稀硫酸、澄清石灰水、氯化鈉四種物質的一種．可供使用的實驗用品有：稀鹽酸、稀硫酸、碳酸鈉、紫色石蕊溶液、硝酸鋇溶液、硝酸銀溶液、稀硝酸溶液、玻璃棒、試管、膠頭滴管．請利用提供的實驗用品，鑒別出四種物質，并完成實驗探究：

實驗	實驗操作	實驗現象	實驗結論
①	取四支試管，各取少量的A、B、C、D溶液，分別先滴加紫色石蕊試液	B溶液變紅色，D溶液變成藍色．A、C溶液都呈紫色．	B是稀硫酸 D是澄清的石灰水
②	另取二支試管，各取少量的A、C溶液，分別先滴入硝酸鋇溶液后再滴入稀硝酸溶液．	A有白色沉淀 C無現象 ．	A是硫酸鈉溶液 C是氯化鈉溶液

【發現問題】做完實驗②后，該小組在網上查閱資料的時候發現，用稀硝酸酸化的硝酸鋇溶液進行檢驗SO₄^2-時，亞硫酸根離子（SO₃^2-）的存在干擾了SO₄^2-的檢驗．如往亞硫酸鈉（Na₂SO₃）溶液滴加硝酸鋇溶液后有沉淀生成，再加足量的稀硝酸酸依然有白色沉淀．
【提出問題】若某無色溶液中可能含有硫酸根離子（SO₄^2- ）與亞硫酸根離子（SO₃^2-）中的一種或兩種，該如何檢驗？
【查閱資料】亞硫酸鋇（Ba₂SO₃ ）是無色晶體或白色粉末，微溶于水，在水中是白色沉淀．中性或堿性條件下NO₃^-不能和SO₃^2-反應，但在酸性條件下，NO₃^-能和H⁺反應相遇時（HNO₃ ）具有強氧化性，易把SO₃^2-氧化生成SO₄^2-．往亞硫酸鋇中加入鹽酸能發生類似于碳酸鋇與鹽酸的反應，生成有刺激性的氣體．
【猜想】該無色溶液中含有（1）SO₄^2-（2）SO₃^2-   （3）SO₄^2-和SO₃^2-．
【實驗探究】請你將如表實驗填寫完整．

實驗	實驗操作	實驗現象	實驗結論
③	取該溶液少量試管E中，加入硝酸鋇溶液后再加入稀硝酸酸	有白色沉淀生成	不能確定猜想 （1）一定成立
④	取該溶液少量試管F中，加入足量稀鹽酸，加熱	有刺激性氣味的氣體生成	猜想（2）或（3）可能成立
⑤	在④所得的溶液中加入足量的硝酸鋇溶液	產生白色沉淀	猜想（3）成立

【得出結論】要鑒別一種離子的存在，必須排除其它離子的干擾，不然會得出錯誤的論．

Answer 1

分析 根據硫酸鈉、稀硫酸、澄清石灰水、氯化鈉四種物質的性質和相互反應的情況，逐一分析，即可正確解答．

解答 解：（1）實驗報告：①因為這四種物質中澄清石灰水（氫氧化鈣）是堿，稀硫酸是酸，硫酸鈉和氯化鈉都是鹽，紫色石蕊試液與酸變紅色，遇堿變藍色，遇鹽不變色，故可判斷B為稀硫酸，D為澄清石灰水，A、C溶液都呈紫色；
②如果有沉淀生成，且加入稀硝酸溶液后沉淀不溶解，則說明原溶液為硫酸鈉溶液（因為硫酸鈉與硝酸鋇反應生成硫酸鋇沉淀，硫酸鋇沉淀不溶于稀硝酸），無明顯現象的是氯化鈉溶液．故A為硫酸鈉溶液，則C為氯化鈉溶液；
故答案為：稀硫酸，澄清石灰水，A有白色沉淀，C無現象，氯化鈉溶液．
（2）猜想：根據已知條件可知，硫酸根離子（SO₄^2-）與亞硫酸根離子（SO₃^2-）可能存在一種，也可能同時存在．
故答案為：SO₄^2-和SO₃^2-．
（3）實驗探究：①根據已知條件“NO₃^-能和H⁺反應相遇時（HNO₃）具有強氧化性，易把SO₃^2-氧化生成SO₄^2-，中性或堿性條件下NO₃^-不能和SO₃^2-反應”可知，不能確定猜想（1）一定成立．
②根據已知條件“往亞硫酸鋇中加入鹽酸能發生類似于碳酸鋇與鹽酸的反應，生成有刺激性的氣體”可以推斷，猜想（2）或（3）可能成立；
③所得的溶液中加入足量的硝酸鋇溶液，有白色沉淀生成，則猜想（3）成立；
故答案為：（2）或（3）；⑤產生白色沉淀．

點評 此題主要是考查同學們的綜合分析能力，不但要求同學們具備有關化合物的基礎知識，而且要有實驗操作的經歷和分析、解決化學實驗問題的能力．解題時需要認真分析題目給出的條件，聯系實際，逐一分析推斷．